生物评论周报第139期:Nature:揭示肺泡中毛细血管类型的分化

 

1.Nature:膀胱为什么能感觉到尿意?

 

2020年10月14日,来自美国斯克里普斯研究所Ardem Patapoutian和美国国立卫生研究院Alexander T. Chesler研究组合作在《自然》上发表了题为“PIEZO2 in sensory neurons and urothelial cells coordinates urination.”的研究成果。他们揭示感觉神经元和尿路上皮细胞中的PIEZO2协同调控排尿行为。

 

感觉神经元和尿路上皮细胞中的PIEZO2协同调控排尿行为

Fig1 |特异性敲除不同组织的PIEZO2引起类似的排尿障碍 来源nature

 

在本研究中,研究人员发现在下尿道组织中表达敏感离子通道PIEZO2,其对于低阈值膀胱舒张感测和尿道排尿反射是必需的。研究发现PIEZO2是膀胱尿路上皮细胞和受神经支配感觉神经元的传感器。功能性PIEZO2缺失的人和小鼠膀胱调控受损,并且功能性PIEZO2缺失的人还表现出膀胱充盈感不足。这项研究确定PIEZO2是泌尿功能的关键传感因子。这些发现为将来确定尿道上皮细胞与控制排尿的感觉神经元之间的相互作用奠定了基础。

 

研究人员表示,亨利·米勒(Henry Miller)曾说过“减轻膀胱充盈是人类最大的快乐之一”。排尿对健康至关重要,下尿路疾病会产生较高的病理负担。尽管已有研究揭示调控排尿的大脑中枢回路,但仍缺乏对该过程机制的深入探究。除了受中枢神经系统调控外,控制排尿的排尿反射全都由周围的刺激(如膀胱舒张和尿道流量)引起。在尿路系统中感知拉伸和压力的分子转导机制和细胞类型仍然未知。

 

(评论:感觉神经元和膀胱上的离子通道蛋白PIEZO2可以感受膀胱的机械压力,并将这种压力转换成信号,促进排尿行为。)

 

文章来源:

Kara L. Marshall, Dimah Saade et al,PIEZO2 in sensory neurons and urothelial cells coordinates urination. DOI: 10.1038/s41586-020-2830-7, Nature:最新IF:43.07

 

2.Science:细胞核决定细胞对空间限制的反应

 

2020年10月16日,来自法国巴黎文理研究大学M. Piel和瑞士苏黎世联邦理工学院D. J. Müller课题组合作在《科学》上发表了题为“The nucleus acts as a ruler tailoring cell responses to spatial constraints.”的研究论文。他们的研究发现细胞核在对空间限制的反应中起决定性作用。

 

细胞核决定细胞对空间限制的反应

Fig 2 |来源science

 

在本研究中,研究人员发现细胞通过使用其最大和最坚硬的细胞器-细胞核来测量空间限制的程度。小于静息状态下细胞核大小的细胞会发生细胞核形变,从而扩大并伸展其包膜。这通过核被膜拉伸敏感蛋白激活了对放线菌素皮质的信号传导,从而上调细胞的收缩能力。

 

研究人员确定了以细胞核为标尺的收缩反应信号传导途径,其参与调控细胞迁移行为。细胞依靠细胞核标尺调节动力,使其能够通过复杂三维环境中的限制性空隙,这是与癌细胞入侵、免疫反应和胚胎发育相关的过程。

 

据了解,后生生物体内微观环境非常拥挤。尚不清楚单个细胞是否可以针对有限的空间调整其行为。

 

(评论:学习了)

 

文章来源:

  1. J. Lomakin, C. J. Cattinet al, DOI: 10.1126/science.aba2894,Science:最新IF:41.037

 

3、Nature:揭示肺泡中毛细血管类型的分化

 

2020年10月14日,来自美国斯坦福大学医学院Ross J. Metzger、Mark A. Krasnow等研究人员合作在《自然》杂志上发表了题为“Capillary cell-type specialization in the alveolus.”研究成果,揭示肺泡中毛细血管类型的分化。

 

研究人员使用单细胞分析来阐明了肺泡毛细血管内皮细胞的细胞类型、发育、更新和进化。研究人员发现,肺泡毛细血管是呈马赛克状的;与沿肺泡排列的上皮相似,肺泡内皮由两种混合的细胞类型组成,具有复杂的“瑞士奶酪”样的形态和独特的功能。

 

肺泡中毛细血管类型的分化

Fig 3| Specialized alveolar capillary cell types in gas exchange and capillary renewal.

 

第一种细胞类型,被称为“aerocyte”,专门用于气体交换和白细胞运输,并且是肺部特有的。另一种称为gCap(“普通”毛细血管)的细胞类型专门用于调节血管舒缩张力,并在毛细血管稳态和修复中起干/祖细胞的作用。两种细胞从双能祖细胞发育而来,逐渐成熟,并且在疾病和衰老过程中受到不同的影响。

 

这种细胞类型的特化在小鼠和人的肺之间是保守的,但是在鳄鱼肺或乌龟肺中却没有发现,这表明它是在哺乳动物肺的进化过程中出现的。肺泡毛细血管中细胞类型特化的发现改变了人们对健康、疾病和进化中气血屏障和气体交换的结构、功能、调节和维持等方面的了解。

 

据介绍,在哺乳动物的肺中,每个肺泡周围都围绕着看似均匀的毛细血管网,形成了广阔的呼吸表面,氧气通过该呼吸表面转移到血液中。

 

(评论:学习了)

 

文章来源:

Astrid Gillich, Fan Zhang et al, Capillary cell-type specialization in the alveolus. DOI: 10.1038/s41586-020-2822-7, Nature:最新IF:43.07

 

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